晋中地区引种红叶石楠的生长季表现

王芳，刘宁，陈凯，谢子涵

（山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801）

随着人们生活水平的提高和城市绿地建设的需求增加，对园林绿化中的树种有了更多的选择标准，除了常规的绿色植物外，用于美化环境的植物还应具有大量的彩叶植物，尤其是红叶树种[1]。然而，在黄河以北地区，本土彩叶植物的观赏季节较短，种类较少，而观赏性较强的南方彩叶植物由于北方冬季极端温度较低，降水较少，空气干燥，其生长和越冬常受到严重限制而导致引种成功率较低，直接减少了可应用彩叶植物的种类，影响了北方地区城市景观和生态质量的改善[2]。目前，引种南方植物的冬季成活已可通过搭设防寒棚和包裹防寒布等有效的人工保温措施而得到保证。因此，在北方城市中引种南方彩叶植物首先就是了解所引种彩叶植物的生长季表现，特别是相对于原生地高降水、高湿度的气候条件下，南方彩叶植物在降水稀少、空气干燥的露天栽植中生长表现及生理响应机制[3]。评价此类植物在半干旱北方地区的生长季表现，有助于了解不同品种之间存在的遗传差异、适应机制和适应新环境的能力[4]，从而有力支持更适合半干旱地区栽种的南方彩叶植物品种的选育工作。

红叶石楠（Photinia×fraseri）是蔷薇科石楠属杂交种的统称，也被称为蔷薇科石楠属的栽培品种群，其中包括许多著名的优良彩叶观赏品种。各品种均为常绿阔叶小乔木或多枝丛生灌木。红叶石楠具有生长速度快、萌芽快、萌芽性强、耐修剪、易于栽植、成型，叶色在春季新叶红艳，夏季逐渐转绿，秋、冬、春三季均呈现红色，花多而密，呈顶生复伞房花序，花白色，花期5—7月，果期9—10月，可根据园林需要进行多功能、多层次、立体式的应用[5-6]。其中，红罗宾和强健是2个比较常见的品种，红罗宾叶缘有明显的锯齿、叶片较大，红叶时间长，萌芽能力强，1年生枝条颜色显红色，其生长速度快，枝干粗壮，比较耐修剪；强健1年生枝条颜色较绿，叶片的红色持续时间比其他品种短，颜色较淡，萌芽能力强，极耐修剪。

本研究基于山西省晋中市半干旱的气候条件，通过引种红叶石楠红罗宾、强健2个品种，观测2个品种引种后在一个生长季内的侧枝生长表现，并测定多个叶片生理指标，以期综合分析2个品种对于晋中市当地环境的适应能力，为进一步研究此类植物适应半干旱气候条件下的生理生态响应和适应机制，选育适合在晋中地区引种的红叶石楠品种提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在山西省晋中市太谷县绿美园林绿化有限公司苗木培育基地（东经112°28'～113°01′，北纬37°12′～37°32′）。该地处于晋中盆地南部，属于黄土高原半干旱大陆性气候，年均降水量368 mm，主要集中在7—9月，占全年降水量的60%～70%，年平均气温5.7 ℃，1月平均气温-8.4 ℃，7月气 温17 ℃。土壤母质为风积黄土，深度多在数十米以上。土壤碱性程度较高，pH值9～10，肥力相对较低。

1.2 试验材料

引种的红叶石楠品种为红罗宾（Photinia×fraseriRed Robin）、强健（Photinia×fraseriRobusta）。2020年3月下旬在本地生长季开始前，从晋南和陕西南部移栽2个品种的2年生扦插苗各150株，露地栽培于太谷县绿美园林绿化有限公司苗木培育基地内，共计300株。所有苗木在引种时长势、株形一致。运输过程中，为了减少苗木的脱水死亡和方便运输，对所有苗木进行打顶处理。引种的苗木在相同大田露天环境下以1.5 m×1.5 m的株距定植，并挂牌编号和进行常规统一养护管理。

1.3 试验方法

1.3.1 2个品种红叶石楠的生长表现测定 2020年10月下旬，选择各品种存活且生长旺盛的植株，随机抽样测量当年侧枝生长量。测定侧枝生长量而非植株高度是因为引种栽植过程中为了提高苗木的成活率，修剪了植株的主枝，因此，测量侧枝生长量更能客观反映生长季的生长状况。红罗宾选择30株，强健选择21株，共51株。使用直尺对选择的每株植物不同方向的4个外侧枝测量当年生长长度，计算并记录单株植物的平均侧枝长。

1.3.2 2个品种红叶石楠的叶片生理指标测定2020年11月5日选取所测量侧枝上生长表现良好且完全展开的成熟叶片。每株植物采集10～15枚叶，立即装入塑封袋中带回实验室，放入4 ℃低温冰箱冷藏备用。实验室测定的叶片生理指标包括相对电导率、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、淀粉含量。相对电导率采用电导率仪测定；叶绿素含量采用乙醇提取比色法测定；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定；可溶性糖含量采用蒽酮法测定；淀粉含量采用酸水解法测定。

1.4 数据分析

数据处理采用SPSS软件分析。品种间的侧枝生长量和叶片生理指标差异采用单因素方差分析（One-way ANOVA）。侧枝生长量与叶片生理指标间的关系采用简单回归分析。

2 结果与分析

2.1 红叶石楠2个品种的侧枝生长量比较

对2个红叶石楠品种的侧枝生长量进行单因素方差分析和比较，结果如表1和图1所示。

由表1可知，红叶石楠2个品种间的平均侧枝长存在极显著差异（P＜0.01）。

表1 2个品种侧枝生长量的方差分析Tab.1 ANOVA analysis of relative lateral growth of two Photinia × fraseri varieties

由图1可知，红罗宾的平均侧枝生长量为20.22 cm，强健的平均侧枝生长量为11.89 cm。红罗宾的平均侧枝生长量显著高于强健8.33 cm，在研究地的生长表现更好。

图1 红叶石楠2个品种的平均侧枝生长量Fig.1 Average lateral growth of two Photinia × fraseri varieties

2.2 红叶石楠2个品种的叶生理指标比较

对2个红叶石楠品种的叶生理指标进行单因素方差分析和比较，结果如表2、3所示。

从表2、3可以看出，红叶石楠2个品种之间的相对电导率存在极显著差异（P＜0.01）。红罗宾的相对电导率为73.9%，强健的相对电导率为62.5%，红罗宾的相对电导率显著高于强健11.4百分点。

表2 2个品种叶生理指标的单因素方差分析Tab.2 ANOVA analysis of single factor of leaf physiological indexes of two Photinia × fraseri varieties

由表3可知，2个品种的叶片其他生理指标在生长季差异不显著（P＞0.05）。红罗宾的叶绿素含量平均值为0.434 mg/g，比强健的叶绿素含量平均值（0.415 mg/g）略高出4.5%。红罗宾的丙二醛含量平均值为26.267 μmol/g，比强健的丙二醛含量平均值（23.026 μmol/g）高近14%。红罗宾的可溶性蛋白含量平均值为0.207 mg/g，比强健的可溶性蛋白含量平均值（0.210 mg/g）略低1.5%左右。红罗宾的可溶性糖含量平均值为0.329 mg/g，比强健的可溶性糖含量平均值（0.302 mg/g）高近8.9%。红罗宾的淀粉含量平均值为1.182%，比强健的淀粉含量平均值（1.036%）高14%。

表3 2个品种叶生理指标的比较Tab.3 Comparison of leaf physiological indexes of two Photinia × fraseri varieties

2.3 红叶石楠2个品种的侧枝生长量与生理指标的相关性分析

红叶石楠2个品种生长季中叶生理指标和侧枝生长量的关系采用简单回归分析，结果如图2、3所示。

从图2可以看出，红罗宾在生长季中的侧枝生长量与叶片相对电导率呈显著负相关（R2=0.303 2）。从图3可以看出，红叶石楠、红罗宾和强健在生长季中的侧枝生长量也与叶片淀粉含量呈显 著 正 相 关（R2=0.300 7、R2=0.573 8和R2=0.420 5）。

图2 红罗宾侧枝生长量与叶片相对电导率的回归分析Fig.2 Regression analysis of lateral growth and leaf relative conductivity of Red Robin

图3 红叶石楠2个品种（A）、红罗宾（B）和强健（C）侧枝生长量与叶片淀粉含量的回归分析Fig.3 Regression analysis between lateral growth and leaf starch content of two varities（A），Red Robin（B） and Robusta（C）

3 结论与讨论

3.1 生长季红叶石楠2个品种的侧枝生长量

侧枝生长量是反映植物株型的主要植物学性状之一，可以用来评价植株的生长潜力[7]。皇甫玉龙等[8]对美国红枫的研究中也以侧枝生长量作为生长情况的重要指标。王海峰等[9]对青钱柳不同种源的植株生长特性研究发现，树高、侧枝生长量间存在显著正相关关系。本研究中，红罗宾的侧枝生长量平均值为20.22 cm，变化范围在5～35 cm，强健的侧枝生长量平均值为11.89 cm，变化范围在0～25 cm。因此，在晋中地区的半干旱大陆性季风气候下，红罗宾的生长季表现较强健更优，更适合作为引种来源。

3.2 生长季红叶石楠2个品种的叶片生理指标

相对电导率是反映细胞膜生理状态的一个重要生理生化指标，植物逆境情况下细胞膜极易发生破裂，使得胞质的胞液外渗，引起相对电导率增加[10]。叶绿素是一类与光合作用有关的重要色素，光合作用是通过合成一些有机化合物将光能转变为化学能的过程[11]。丙二醛含量是植物细胞膜质过氧化程度的体现，丙二醛含量高，说明植物细胞膜质过氧化程度高，细胞膜受到的伤害严重[12]。可溶性蛋白含量是一个重要的生理生化指标，测其含量是了解植物体总代谢的一个重要指标[13]。可溶性糖在植物的生命周期中具有重要作用。它不仅为植物的生长发育提供能量和代谢中间产物，且具信号功能[14]。淀粉是植物叶片储存的营养物质，其在叶片中的积累可为植物生长发育提供更多能量[15]。

本研究中，红罗宾的叶片相对电导率平均值显著高于强健，而其他叶片生理指标与强健无显著差异。红叶石楠原产地温暖潮湿，其高速生长离不开水分的支持。在引种地，土壤和大气水分条件相对不利，使得红叶石楠这2个品种处于相对的干旱胁迫下，使得细胞膜透性显著增大。同时，红叶石楠2个品种间其他叶片生理指标较为相近，而红罗宾的侧枝生长量显著高于强健，表明这2个品种对于半干旱气候的生理响应的差异较为局限，且水分的相对亏缺并未严重干扰红罗宾叶片的生理进程。

3.3 生长季红叶石楠2个品种的侧枝生长量与叶生理指标的关系

有研究表明，植物内部的生理变化对侧枝的萌发和生长有重要作用[16]。马尧等[17]通过对选育的紫苏与左家优良品种紫苏和白苏的农艺性状及生理指标比较来进行选育工作。在植物生长表现和生理指标上，陈义高等[18]进行了不同女贞品种叶片生长性状及生理指标比较研究。孙小霞等[19]研究火炬松生理、生化指标及其与生长性状的关系。

对于不同品种来说，生长季红叶石楠2个品种的侧枝生长量均与叶片淀粉含量呈显著正相关，表明红叶石楠2个品种个体植株的生长都由叶片所储存能量的多少而决定，与陈会鲜等[20]对不同木薯品种淀粉含量在木薯块根不同阶段所测得的结果相符。在2个品种之间，红罗宾的侧枝生长量与叶片相对电导率呈显著负相关，表明叶细胞受损较小的红罗宾个体能够在引种地的半干旱气候下获得更好的生长表现，从而可将叶片相对电导率可以作为选育抗旱红叶石楠品种的依据，与李玲莉等[21]对银杏、紫薇生长势的评价结果一致。同时，红罗宾叶片相对电导率存在较大的个体变异，从最低的53%至最高的89%。因此，与个体间叶片相对电导率差异较小且生长表现不佳的强健相比，选育细胞膜透性更低且生长表现较好的红罗宾个体，更加有望进一步培养出适合黄土高原半干旱区栽植的红叶石楠品种。

本研究表明，在晋中地区引种2个红叶石楠，红罗宾的当年侧枝生长量显著高于强健，虽然叶片相对电导率相对较低。同时，2个红叶石楠品种的侧枝生长量均与叶片淀粉含量呈显著正相关，而红罗宾个体间的叶片相对电导率差异较大，且与侧枝生长量呈显著负相关。说明红罗宾不仅在引种地生长季中的生长表现优于强健，而且在叶片相对电导率上存在较大的个体差异，因此，可通过进一步选育低叶细胞膜透性且高生长表现的红罗宾个体来获得更适合黄土高原半干旱地区栽植的品种。